Tratamento e Reúso de Efluentes Industriais

Ann H. MounteerDepartamento de Engenharia CivilUniversidade Federal de Viçosa

1

Retirada de água pela indústria

Fonte: ANA, 20172

Consumo de água na indústria (m3/s)

1,49

28,58

49,65

12,05

13,14Norte

Nordeste

Sudeste

Sul

Centro-Oeste

3Fonte: ANA, 2017

• Consumo industrial 15% da água captada no Brasil

Consumo por tipologia industrial

4Fonte: ANA, 2017

55,9

33,8

25,5

2 2,47,4

Q consumida, %

Alimentos Bebidas

Celulose e papel Petróleo e biocombustíveis

Produtos químicos Metalurgia

Outros

Vazões (Q) industrias

40,5

5,413,4

16,1

2,9

5,4

16,3

Q retirada, %

5

Vazões de retirada x consumo

Tipologia Q retirada, m3/s Q consumo, m3/s

Açucar 54,55 54,55

Biocombustíveis 25,71 25,71

Celulose e papel 19,81 2,51

Abate e produtos de carne 13,48 1,68

Siderurgia 7,73 2,00

6Fonte: ANA, 2017

Água industrial

Principais Usos Requisitos Exemplos

Uso geral Água potávelRefeitórioBanheiros

Incorporada ao produto

Isenta de organismos e substâncias prejudiciais à saúde;Esteticamente agradável

BebidasFarmacêutica

Entra em contato com o produto (reações de transformação, lavagem, transporte)

Variável com o produtoTêxtilCeluloseMetalurgia

Não entra em contato com o produto

Baixa dureza; Baixa agressividade

Resfriamento Alimentação de caldeiras 7

• Requisitos de qualidade dependem do uso previsto e determinam possibilidades de reúso

Controle preventivo da poluição (P + L)

• Rever condições operacionais - housekeeping

• Alterar tecnologias de processo

• Reciclar/Recuperar/Reutilizar – “efluente zero”

• Substituir matérias primas e insumos

• Reformular produtos

• Pré-tratamento

8

consumo água, vazão efluentes

cargas poluidoras

Qualidade de efluentes industriais

Tipologia Poluentes

Açúcar pH, temperatura, DBO, SST,

Celulose e papel pH, DBO, DQO, cor, AOX, dioxinas, SST

Processamento de frutas, vegetais, grãos

pH, DBO, O&G, SST

Processamento de carne DBO, O&G, SST, patógenos, Ntotal

Refino de petróleopH, DBO, DQO, O&G, fenóis, SST, Cr, NH3, sulfetos

Siderurgia pH, O&G, fenóis, TCE, TCDF, CN-, metais, SST

TêxtilpH, DBO, DQO, O&G, fenóis, cor, metais, sulfeto, SST 9

Tratamento e reúso de efluentes

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Fonte geradora

Tratamento visando atendimento aos padrões legais

Tratamento visando reúso

Atendimento aos diversos padrões

de reúso

Processo produtivo ou utilidades específicas

onsite ou offsite

Tratamento completo

Corpo receptor

Pré-tratamento

Rede pública(NBR 9800)

ETE municipal

Padrões de lançamento efluentes industriaisDN Copam/CERH 01/2008

Parâmetro Valor

pH 6-9

Temperatura 40C; 3C

DBO5,20 60 mg/L ou 85% remoção

DQO 180 mg/L ou 75% remoção

O & G 20 mg/L (mineral); 50 mg/L (animal/vegetal)

Surfactantes 2mg/L LAS

SST 100 mg/L

Toxicidadesem efeito agudo (classe 3)

sem efeito crônico (classes 1 e 2)

11

Níveis de tratamento

12

Trat. Preliminar

Trat. Primário

Trat. Secundário

Trat. Terciário

ReúsoDescarte

Efluente

NeutralizaçãoResfriamentoEqualização

SSTO&G

CorDQOMetaisNutrientesPatógenosSDTSST

DBO(Nutrientes)

13

Processos físico-químicos

Processo Co

r

DQ

O

Met

ais

Nu

trie

nte

s

Pat

óge

no

s

O&

G

SDT

SST

Coagulação/Floculação/Filtração ou Flotação

✓ ✓ ✓

Precipitação ✓ ✓ ✓ ✓

Membranas ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓

Troca iônica ✓ ✓ ✓ ✓

Adsorção ✓ (✓) (✓)

Oxidação avançada ✓ ✓ ✓

Processos biológicos

• Lodos ativados

• Lagoas de estabilização

• Reatores UASB

• Digestores anaeróbios

• Desafios• DBO/DQO desfavorável

• DQO “dura” (recalcitrante)

• Relação DBO/N/P desfavorável

• Condutividade elétrica elevada

• Substâncias inibidoras, tóxicas

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Remoção de DBO, DQO, (nutrientes)

Estudos piloto/ensaios de tratabilidade

• Efluentes de mesma tipologia industrial têm características distintas

• Ensaios prévios são necessários para dimensionamento de unidades de ETEs industriais• Coagulação / Floculação

• Flotação a ar dissolvido

• Tratabilidade com O3

• Tratabilidade por POAs

• Sedimentação

• Desidratação de lodo

• Silt density index (potencial de incrustação de membranas)

• Taxa de consumo de O2 (SOUR)

• Atividade metanogênica específica (AME)

• Tratabilidade pelo processo de lodo ativado

• Testes de toxicidade

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Estudo da viabilidade do reúso de água em uma indústria automobilística

efluentes setor de pintura, 930 m3/mês

Neutralização Floc.

Decantadores

Filtro prensa

ETEmunicipal

Pós-tratamento por troca iônica p/ reúso

na fábrica

X

Aterro industrial

Estudo da viabilidade do reúso de água em uma indústria automobilística – troca iônica

Parâmetro Unidade Entrada Saída Remoção, %

Condutividade μS/cm 14900 100,7 99,4

Dureza mg CaCO3/l 128 ND 100

Alcalinidade mg CaCO3/l 50,0 30,0 40,0

Cloretos mg/l 2.768 3,5 99,8

Turbidez UNT 2,0 ND 100

DQO mg O2/l 238 42 90,1

Níquel mg/l 0,23 0,03 87,0

Zinco mg/l 0,01 0,02 -

Manganês mg/l 0,19 0,05 79,0

Osmose inversa Reúso

Santos, 2007

Remoção de toxicidade de efluente de fábrica de celulose kraft branqueada – O3

Parâmetro Primário SecundárioRemoção,

%

DQO, mg/L 960 265 72

DBO, mg/L 480 45 91

Dafnídeo, UTc na 2,3 -

Alga, UTc na 3,4 -

Eq. E2, µg/L na 7,6 -

18

na = não analisadoND = não detectado

Pós-O3

Remoção, %

180 81

47 90

1,1 52

ND 100

ND 100

X

X

X

X ✓

✓

✓

Lopes et al., 2013

Remoção de cor de efluente têxtil – oxidação avançada com UV/TiO2 modificado

19Arcanjo et al., 2018

Remoção de toxicidade efluente de fábricas de produtos capilares – separação por membranas

20

0

5000

10000

15000

20000

25000

A B

CO

D, m

g/L

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

A B

UTa

A B A B A B

UF hollow fiber UF tubular NF

Total Soluble

05

101520

A B A B A B

UF hollow fiber UF tubular NFMelo et al., 2018

21

Obrigadaann@ufv.br